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近来研究和流行病学调查显示糖尿病的发生和阿尔兹海默征的风险成正相关的关系,但是其病理学机制仍未阐明。可溶性β样淀粉蛋白是诱发认知障碍和突触传递损害的首要因素,其原因是干扰了胰岛素信号传导通路中的两个步骤,胰岛素受体功能下降和蛋白激酶B上的丝氨酸磷酸化受损。此项研究主要关注前者。胰岛素受体集中表达于几个特定的脑区,其中包括海马。胰岛素受体受损会导致神经突触功能受损,从而影响认知功能。因此,我们可以推测胰岛素敏感性增高或胰岛素抵抗的减轻可以起到逆转阿尔兹海默征中神经退行性变化的作用。而这种机理带来的治疗作用已经得到证实,即PPARγ激动剂已被证实可以减轻阿尔兹海默征的表现。
贝沙罗汀作为PPARγ激动剂已被证实能够提高胰岛素敏感性,并被用于二型糖尿病患者。该药物可有效降低非胰岛素依赖糖尿病模型鼠的空腹血糖浓度。近来,贝沙罗汀被首次用于阿尔兹海默征模型鼠,并证实能改善病鼠的行为功能。这项治疗效果已被证实的机理是,贝沙罗汀提高了载脂蛋白E的表达,从而增强了β样淀粉蛋白在脑中的清除。综上所述,贝沙罗汀带来的改善还极可能通过胰岛素通路起作用,但这项假设尚未得到研究。
这个课题意义重大,因为贝沙罗汀已用于临床,一旦其机理被研究透彻,全球一亿两千万阿尔兹海默征患者的预后将得到显著提高。
β样淀粉蛋白可以改变椎体神经元上多种离子通道的活动,包括瞬时外向钾电流和延迟整流外向钾电流。另外,β样淀粉蛋白还可以损伤神经元兴奋性。因此,本研究应用全细胞膜片钳技术记录大鼠海马CA1区神经元对胰岛素的反应。为了利用电生理指标来比较不同组别神经元对胰岛素反应的不同,本研究将神经元样本分为四组,分别是对照组,贝沙罗汀组,β样淀粉蛋白组和(贝沙罗汀+β样淀粉蛋白)组。所有组经过相应处理后都加入胰岛素,来比较加入胰岛素前后各项指标的变化。为了尽量减小细胞不同带来的差异,比较的是(加胰岛素后数据-力口胰岛素前数据)/加胰岛素前数据。
实验发现胰岛素会使正常神经元兴奋性增加,这在以前的研究中已被证实。但是β样淀粉蛋白组神经元兴奋性在加入胰岛素后降低。有趣的是,β样淀粉蛋白引起的对胰岛素反应的损害可以被贝沙罗汀削弱。(贝沙罗汀+β淀粉蛋白)组的神经元对胰岛素的反应相较β淀粉蛋白组,向对照组方向移动17.8%。动作电位频率这项指标中也有类似的变化。这项结果就初步证明贝沙罗汀对阿尔兹海默征的治疗作用也通过胰岛素信号通路起作用。
另外两个电生理指标,钾电流和单个动作电位幅值,都和动作电位频率的改变有相同趋势。所以本研究初步证明贝沙罗汀引起的对胰岛素反应的改善和钾通道的修复有关。
综上所述,胰岛素通路是贝沙罗汀对阿尔兹海默征发挥治疗作用中的又一个机制。这种对β样淀粉蛋白诱发的海马CA1区神经元的损害的治疗作用表现在神经元动作电位的许多特性上,如动作电位的放电频率和钾电流。所以本次研究为日后进一步研究贝沙罗汀对阿尔兹海默征的治疗作用机制提供了帮助。